近日，我校物理科学与技术学院许小勇教授团队在《PNAS》期刊发表了题为“MXene-Mediated Reconfiguration Induces Robust Nickel-Iron Catalysts for Industrial-Grade Water Oxidation”的研究论文。该研究首次提出通过“二维过渡金属碳化物”（MXene）介导的重构策略来调整镍铁氢氧化物（NiFeOxHy）催化剂的铁配位以减轻铁泄漏。与普通催化剂相比，基于该重构策略制备的NiFeOxHy/MXene催化剂不仅加速了水氧化反应（WOR）反应动力学，而且提高了Fe的抗氧化性，实现目前非贵金属基水氧化电极最高的活-稳平衡记录。

在全球“双碳”战略背景下，以可再生电力为动力的水电解是一种绿色、高效、经济的制氢技术，也是一种极具吸引力的可再生能源转换和储存解决方案。但当前，电解水制氢效能受到WOR决速步的制约，其反应过程复杂、动力缓慢，由此导致较大的电压降占据了电耗的主要部分。同时，越来越多的实验发现高活性的NiFeOxHy催化剂在持续电解中会发生Fe偏析并伴随失活。因此，开发稳定、高效、廉价的催化电极促进WOR是水解槽实现“降本增效”的关键任务。

该研究提出了一种控制重构配位策略来创建高性能NiFeOxHy催化剂用于工业级电解碱水氧化反应。结合多种在线/原位表征分析，阐明了电化学重构动力机制与路径，揭示了超薄2D MXene介导重构的重要角色。结果表明：新型镍铁基催化电极仅需要307 mV过电位就能驱动1A/cm2电流密度的高强度碱水氧化反应，且可以稳定1000 h以上。该研究为镍铁催化剂的工业化应用提供了新思路。

我校物理科学与技术学院硕士研究生虞倩为第一作者，许小勇教授为通讯作者，扬州大学为论文唯一单位。该研究得到国家自然科学基金资助。